تويت
اكتشاف هابل يقترح فيزياء جديدة لتفسير المادة المظلمة
رصد العلماء مجموعات المجرات تتحرك بطريقة لا تتفق مع ما نعرفه عن المادة المظلمة. وهذا قد يشير إلى أننا بحاجة إلى إعادة النظر في نماذجنا الحالية، أو أنه تم اكتشاف ظاهرة غير معروفة جديدة تمامًا.
ما هي المادة ؟
يعتقد أن المادة المظلمة تشكل ما يصل إلى ربع كل المادة الموجودة في الكون، ولكننا نعرف القليل جدا عنها لأنها لم تُرصَد مباشرة ولأن من الصعب للغاية دراستها. الآن، تشير الأبحاث الجديدة إلى أن فيزياء جديدة تماما مطلوبة لفهم سلوكها بشكل صحيح.
وقد استخدم فريق من علماء الفلك السويسريين والفرنسيين والبريطانيين تلسكوب هابل الفضائي لتحليل التجمعات المجرية. يشير نموذج المادة المظلمة الباردة الحالية إلى أن ألمع المجرات العنقودية (بي سي جي) الموجودة في وسط إحدى هذه المجموعات ستبقى في مكانها بعد حدث الدمج، وذلك بفضل تأثير جاذبية المادة المظلمة.
ومع ذلك، وجدت هذه الدراسة أن كتلة (بي سي جي) «تتمايل» بعد فترة طويلة من الاسترخاء. لوحظ أن المنطقة المرئية لكل من مجموعات المجرات ومركزها قد تعرض للتغير المفاجيء بحوالي 40000 سنة ضوئية.
وتمكن الباحثون من تحديد هذا لأن مجموعات المجرات تعمل كعدسات جاذبية، إذ إن حجمها الهائل يعني أنها تشوه الزمكان، ما يؤثر على الضوء القادم من الأشياء خارج موقعها. وهذا يجعل من الممكن التأكد من الموضع الدقيق لمركز الكتلة، وقياس مدى تغير الـ(بي سي جي).
طلقة في الظلام
التذبذب الذي تم رصده من قبل هذه الدراسة يعتبر ظاهرة غامضة إلى حد ما، هي تطرح أسئلتها الخاصة. ومع ذلك، إذا كان سببها المادة المظلمة، فإن هذا يعني أن فهمنا الحالي لخصائصها غير دقيق.
إذا كانت جزيئات المادة المظلمة مسؤولة عن هذا، يجب أن تكون قادرة على التفاعل مع بعضها البعض لتسبب هذه الحركة وهو ما يتناقض مع التفكير الحالي عن طبيعة وسلوك الجسيمات. وهذا من شأنه أن يشير إلى أننا بحاجة إلى إنشاء فيزياء جديدة تماما لشرح بشكل صحيح العديد من الأسئلة المتبقية حول المادة المظلمة.
والخطوة التالية لهذا التحقيق هي النظر إلى مجموعات بيانات أكبر قد تكشف المزيد عن النشاط الملحوظ. ويمكن للمركبة الفضائية «إقليدس» التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية توفير هذه المعلومات، ولكن من المقرر إطلاقها في أواخر عام 2020، لذلك سيكون هناك بضع سنوات قبل استخدام هذا المجال من الدراسة لتعزيز فهمنا للمادة المظلمة.
«نحن نتطلع إلى مسح أكبر -مثل المسح الذي ستقوم به المركبة إقليدس- من شأنها أن توسع مجموعة البيانات لدينا»، علق المتعاون في تأليف الدراسة فريدريك كوربين (Frederic Courbin) من EPFL. «ثم يمكننا تحديد ما إذا كان تذبذب مجموعة بي سي جي نتيجة لظاهرة فلكية جديدة أو بسبب فيزياء أساسية جديدة. وكلاهما سيكون مثيرا!».
رصد العلماء مجموعات المجرات تتحرك بطريقة لا تتفق مع ما نعرفه عن المادة المظلمة. وهذا قد يشير إلى أننا بحاجة إلى إعادة النظر في نماذجنا الحالية، أو أنه تم اكتشاف ظاهرة غير معروفة جديدة تمامًا.
ما هي المادة ؟
يعتقد أن المادة المظلمة تشكل ما يصل إلى ربع كل المادة الموجودة في الكون، ولكننا نعرف القليل جدا عنها لأنها لم تُرصَد مباشرة ولأن من الصعب للغاية دراستها. الآن، تشير الأبحاث الجديدة إلى أن فيزياء جديدة تماما مطلوبة لفهم سلوكها بشكل صحيح.
وقد استخدم فريق من علماء الفلك السويسريين والفرنسيين والبريطانيين تلسكوب هابل الفضائي لتحليل التجمعات المجرية. يشير نموذج المادة المظلمة الباردة الحالية إلى أن ألمع المجرات العنقودية (بي سي جي) الموجودة في وسط إحدى هذه المجموعات ستبقى في مكانها بعد حدث الدمج، وذلك بفضل تأثير جاذبية المادة المظلمة.
ومع ذلك، وجدت هذه الدراسة أن كتلة (بي سي جي) «تتمايل» بعد فترة طويلة من الاسترخاء. لوحظ أن المنطقة المرئية لكل من مجموعات المجرات ومركزها قد تعرض للتغير المفاجيء بحوالي 40000 سنة ضوئية.
وتمكن الباحثون من تحديد هذا لأن مجموعات المجرات تعمل كعدسات جاذبية، إذ إن حجمها الهائل يعني أنها تشوه الزمكان، ما يؤثر على الضوء القادم من الأشياء خارج موقعها. وهذا يجعل من الممكن التأكد من الموضع الدقيق لمركز الكتلة، وقياس مدى تغير الـ(بي سي جي).
طلقة في الظلام
التذبذب الذي تم رصده من قبل هذه الدراسة يعتبر ظاهرة غامضة إلى حد ما، هي تطرح أسئلتها الخاصة. ومع ذلك، إذا كان سببها المادة المظلمة، فإن هذا يعني أن فهمنا الحالي لخصائصها غير دقيق.
إذا كانت جزيئات المادة المظلمة مسؤولة عن هذا، يجب أن تكون قادرة على التفاعل مع بعضها البعض لتسبب هذه الحركة وهو ما يتناقض مع التفكير الحالي عن طبيعة وسلوك الجسيمات. وهذا من شأنه أن يشير إلى أننا بحاجة إلى إنشاء فيزياء جديدة تماما لشرح بشكل صحيح العديد من الأسئلة المتبقية حول المادة المظلمة.
والخطوة التالية لهذا التحقيق هي النظر إلى مجموعات بيانات أكبر قد تكشف المزيد عن النشاط الملحوظ. ويمكن للمركبة الفضائية «إقليدس» التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية توفير هذه المعلومات، ولكن من المقرر إطلاقها في أواخر عام 2020، لذلك سيكون هناك بضع سنوات قبل استخدام هذا المجال من الدراسة لتعزيز فهمنا للمادة المظلمة.
«نحن نتطلع إلى مسح أكبر -مثل المسح الذي ستقوم به المركبة إقليدس- من شأنها أن توسع مجموعة البيانات لدينا»، علق المتعاون في تأليف الدراسة فريدريك كوربين (Frederic Courbin) من EPFL. «ثم يمكننا تحديد ما إذا كان تذبذب مجموعة بي سي جي نتيجة لظاهرة فلكية جديدة أو بسبب فيزياء أساسية جديدة. وكلاهما سيكون مثيرا!».